Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к молочно-зерновому напитку для детей младшего возраста, дополненному цельным зерном. В частности, настоящее изобретение относится к молочно-зерновому напитку для детей младшего возраста, который дополнен гидролизованным цельным зерном без ущерба для вкуса или вязкости либо органолептических свойств молочно-зернового напитка.
Уровень техники
В настоящее время имеются многочисленные (полученные главным образом в ходе эпидемиологических исследований) свидетельства того, что ежедневное потребление трех порций цельнозерновых продуктов, т.е. 48 г цельного зерна, положительно ассоциируется с пониженным риском сердечно-сосудистых заболеваний, повышенной чувствительностью к инсулину и пониженным риском развития диабета 2 типа, ожирения (преимущественно висцерального ожирения) и онкозаболеваний пищеварительной системы. Эти полезные для здоровья преимущества цельных зерен обусловлены, как сообщается, синергетической ролью пищевых волокон и других компонентов, таких как витамины, минералы и биоактивные фитохимические элементы.
Надзорные органы в Швеции, США и Великобритании уже одобрили конкретные требования к охране здоровья сердца, базирующиеся на имеющихся научных доказательствах.
Популярность у потребителей пищевых продуктов, содержащих пищевые волокна, также растет не только потому, что потребление цельного зерна включено в настоящее время в некоторые национальные рекомендации по питанию, но и потому, что цельнозерновые продукты считаются полезными и натуральными. Рекомендации по потреблению цельного зерна были разработаны правительственными органами и экспертными группами с тем, чтобы побудить потребителей употреблять в пищу цельные зерна. Например, в США рекомендации предусматривают потребление 45-80 г цельного зерна в день. Однако данные, приведенные в национальных обзорах по питанию в Великобритании, США и Китае, показывают, что потребление цельного зерна колеблется от 0 до 30 г цельных зерен в день.
Дефицит цельнозерновых продуктов, предлагаемых на полках магазинов, и неудовлетворительные органолептические свойства имеющихся цельнозерновых продуктов идентифицируются в большинстве случаев как препятствие для роста потребления цельного зерна и ограничивают количество цельного зерна, добавляемого, например, в молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста, поскольку при добавлении повышенных количеств цельного зерна физические и органолептические свойства молочно-зернового напитка резко изменяются.
Цельные зерна являются также общепризнанным источником пищевых волокон, фитонутриентов, антиоксидантов, витаминов и минералов. Согласно определению, данному Американской ассоциацией специалистов по химии злаков (ААСС), цельные зерна и пищевые продукты, изготовленные из цельных зерен, состоят из цельного семенного зерна. Цельное семенное зерно включает зародыш, эндосперм и зерновую оболочку (отруби). Обычно его обозначают термином «зерно».
Более того, в последние годы потребители стали уделять больше внимания этикетке пищевых продуктов, например, молочно-зернового напитка для детей младшего возраста, и они рассчитывают на то, что изготовляемые пищевые продукты являются по возможности натуральными и здоровыми. Поэтому желательно разработать технологии обработки пищевых продуктов и напитков и пищевые продукты и напитки, которые ограничивают использование не натуральных пищевых добавок, даже если применение этих не натуральных пищевых добавок полностью оправдано органами здравоохранения или органами по проблемам пищевой безопасности.
С учетом полезных для здоровья преимуществ цельного зерна злаков желательно создать цельнозерновой ингредиент, содержащий как можно больше интактных (целостных) пищевых волокон. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста является хорошим средством для доставки цельного зерна в организм ребенка. Чтобы увеличить содержание цельного зерна в продукте или порции, можно, конечно, увеличить размер порции. Однако это нежелательно, так как приводит к увеличению потребления калорий. Другая трудность, связанная с увеличением содержания цельного зерна в продукте, заключается в том, что это обычно сказывается на физических свойствах, таких как вкус, текстура и общий внешний вид молочно-зернового напитка (органолептические свойства), а также на его технологичности (пригодности для обработки).
Потребитель не желает идти на компромисс в вопросе органолептических свойств молочно-зернового напитка для детей младшего возраста только с той целью, чтобы увеличить свое ежедневное потребление цельного зерна. Такими органолептическими свойствами являются вкус, структура и общий внешний вид.
Совершенно очевидно, что эффективность работы производственной линии является обязательным требованием в пищевой промышленности. Она включает разгрузку и обработку сырьевых материалов, изготовление молочно-зернового напитка, его упаковку и последующее хранение на складе, полке магазина или в домашних условиях.
US 4 282 319 относится к способу приготовления гидролизованных продуктов из цельного зерна и к продуктам, изготовленным этим способом. Способ предусматривает ферментативную обработку протеазой и амилазой в водной среде. Полученный продукт может добавляться в различные виды продуктов. US 4 282 319 описывает полную деградацию белков, присутствующих в цельном зерне.
US 5 686 123 раскрывает зерновую суспензию, полученную обработкой и альфа-амилазой, и бета-амилазой, специфически образующими мальтозные единицы и не имеющими глюканазной активности.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание молочно-зернового напитка для детей младшего возраста, который богат цельными зернами и пищевыми волокнами и одновременно поддерживает низкое потребление калорий, который обеспечит потребителю превосходный опыт потребления и производство которого можно легко организовать в промышленном масштабе при разумных затратах без ущерба для органолептических свойств.
Сущность изобретения
Соответственно в первом аспекте изобретение относится к молочно-зерновому напитку для детей младшего возраста, включающему:
- молочный компонент,
- гидролизованную цельнозерновую композицию,
- альфа-амилазу или ее фрагмент, при этом альфа-амилаза или ее фрагмент, находясь в активированном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам, и
- содержание сахара или не сахарного подсластителя ниже 15 масс.% молочно-зернового напитка,
в котором молочно-зерновой напиток содержит по меньшей мере одно из кальция в концентрации для обогащения, витамина А в концентрации для обогащения, витамина D в концентрации для обогащения, цинка в концентрации для обогащения, железа в концентрации для обогащения или любой их комбинации и
в котором молочно-зерновой напиток имеет вязкость в диапазоне от 1 до 300 мПа·с.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления молочно-зернового напитка по настоящему изобретению, который предусматривает:
1) приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции, включающее стадии:
a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, причем ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу, при этом указанная ферментная композиция не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,
b) создания условий для реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом с образованием цельнозернового гидролизата,
c) получения гидролизованной цельнозерновой композиции путем инактивирования указанных ферментов по достижении цельнозерновым гидролизатом значения вязкости от 50 до 5000 мПа·с, измеренной при 65°C;
2) приготовление молочно-зернового напитка для детей младшего возраста смешиванием гидролизованной цельнозерновой композиции с молочным компонентом и по меньшей мере с одним из кальция, витамина А, витамина D, цинка, железа или любой их комбинации с получением молочно-зернового напитка с содержанием сахара или несахарного подсластителя ниже 15% и вязкостью в диапазоне от 1 до 300 мПа·с.
Краткое описание фигур
Фиг.1 демонстрирует анализ тонкослойной хроматографией различных ферментов, взаимодействующих с пищевыми волокнами. Легенда разных треков следующая:
А0: пятно чистого арабиноксилана (холостая проба)
β0: пятно чистого бета-глюкана (холостая проба)
А: пятно арабиноксилана после инкубации с ферментом, обнаруженное ниже трека (ферментные препараты BAN, Validase НТ 425L и Alcalase AF 2.4L)
β: пятно бета-глюкана после инкубации с ферментом, обнаруженное ниже трека (BAN, Validase НТ 425L и Alcalase AF 2.4L)
Е0: пятно фермента (холостая проба).
Фиг.2 демонстрирует эксклюзионную хроматографию (SEC) молекулярно-массовых профилей β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (сплошная линия) и после инкубации с Alcalase 2.4L (пунктирная линия). А) β-глюкан овса; В) арабиноксилан пшеницы.
Фиг.3 демонстрирует эксклюзионную хроматографию (SEC) молекулярно-массовых профилей β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (сплошная линия) и после инкубации с Validase НТ 425L (пунктирная линия). А) β-глюкан овса; В) арабиноксилан пшеницы.
Фиг.4 демонстрирует эксклюзионную хроматографию (SEC) молекулярно-массовых профилей β-глюкана и арабиноксилана без добавления фермента (сплошная линия) и после инкубации с ферментным препаратом MATS L (пунктирная линия). А) β-глюкан овса; В) арабиноксилан пшеницы.
Раскрытие изобретения
Авторам настоящего изобретения неожиданно удалось установить, что в результате обработки цельнозернового компонента альфа-амилазой и необязательно протеазой цельное зерно становится менее вязким и последующее вмешивание его в молочно-зерновой напиток значительно облегчается. Это делает возможным увеличение количества цельных зерен в продукте. Кроме того, обработка альфа-амилазой приводит также к снижению потребности в добавлении подсластителя, такого как сахароза, в молочно-зерновые напитки.
Таким образом, в первом аспекте изобретение относится к молочно-зерновому напитку для детей младшего возраста, включающему:
- молочный компонент,
- гидролизованную цельнозерновую композицию,
- альфа-амилазу или ее фрагмент, при этом альфа-амилаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам, и
- содержание сахара или не сахарного подсластителя ниже 15 масс.% молочно-зернового напитка,
в котором молочно-зерновой напиток содержит по меньшей мере одно из кальция в концентрации для обогащения, витамина А в концентрации для обогащения, витамина D в концентрации для обогащения, цинка в концентрации для обогащения, железа в концентрации для обогащения или любой их комбинации и
в котором молочно-зерновой напиток имеет вязкость в диапазоне от 1 до 300 мПа·с
Молочно-зерновой напиток, содержащий гидролизованный цельнозерновой компонент по изобретению, может дать ряд преимуществ.
I. Возможность повышения содержания цельного зерна и пищевых волокон в готовом продукте без ущерба, в основном, для органолептических свойств продукта.
II. Возможность обеспечения сохранности пищевых волокон из цельного зерна.
III. Усиление ощущения сытости в основном без отрицательного воздействия на органолептические свойства продукта и замедление переваривания. В настоящее время существуют ограничения в обогащении молочно-зерновых напитков цельным зерном по причине неньютоновской вязкости, зернистой текстуры и проблем со вкусом. Однако применение гидролизованного цельного зерна по настоящему изобретению в молочно-зерновых напитках позволяет обеспечить требуемую вязкость, однородную текстуру, минимальное воздействие на вкус и дополнительное повышение питательной ценности для здоровья и хорошего самочувствия.
IV. Дополнительным преимуществом может быть улучшение углеводного профиля молочно-зерновых напитков за счет замены традиционных добавляемых извне подсластителей, таких как глюкозный сироп, высокофруктозная кукурузная патока, инвертный сироп, мальтодекстрин, сахароза, концентрат пищевых волокон, инулин и др., более полезным для здоровья источником подсластителей.
В настоящем контексте термин ″молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста″ или просто ″молочно-зерновой напиток″ относится к упакованному молочно-зерновому напитку в приготовленном виде, готовом к употреблению. Термин ″готовый к употреблению″ означает, что молочно-зерновой напиток является готовым продуктом и пригоден для употребления прямо из упаковки без необходимости добавления дополнительных ингредиентов. Термин ″готовый к употреблению″ не исключает переливания молочно-зернового напитка или части молочно-зернового напитка в стакан, чашку, кружку или т.п. Термин ″готовый к употреблению″ не исключает нагревание продукта в его оригинальной упаковке или после переливания его в другой подходящий контейнер.
В настоящем контексте выражение ″дети младшего возраста″ относится к возрастной группе до 3-х лет. Оно базируется на определении Кодексом Алиментариус терминов ″ребенок″ и ″дети младшего возраста″.
Параметром качества молочно-зернового напитка и важным параметром, характеризующим технологичность продукта, является вязкость гидролизованной цельнозерновой композиции. В настоящем контексте термин ″вязкость″ является показателем ″густоты″ или текучести жидкости. Таким образом, вязкость служит мерой сопротивления жидкости усилию деформации под действием либо напряжения сдвига, либо напряжения растяжения. Если не указывается что-либо иное, то вязкость выражается в миллипаскаль-секундах (мПа·с).
Вязкость может измеряться с помощью анализатора для быстрого определения вязкости Rapid Visco Analyser от Newport Scientific. Прибор Rapid Visco Analyser измеряет сопротивление продукта перемешивающему действию лопасти. Вязкость измеряется спустя 10 минут перемешивания при 65°C и 50 об./мин.
Вязкость молочно-зернового напитка по изобретению может варьироваться в зависимости от конкретных продуктов. В одном варианте осуществления настоящего изобретения вязкость составляет от 1 до 300 мПа·с, например, от 1 до 200 мПа·с, например, от 10 до 150 мПа·с, например, от 10 до 100 мПа·с, например, от 10 до 50 мПа·с. В одном варианте вязкость измеряется при TS 50 (общее содержание сухих веществ).
Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по настоящему изобретению может обогащаться более чем одним минералом и/или витамином. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста обогащается по меньшей мере двумя, например, по меньшей мере тремя, например, по меньшей мере четырьмя и, например, по меньшей мере пятью минералами и/или витаминами, выбранными из группы, включающей кальций, витамин А, витамин D, цинк и железо в обогащенной концентрации или любую их комбинацию.
Концентрация минералов и витаминов может варьироваться в зависимости от конкретной возрастной группы и вида продукта. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста обогащается по меньшей мере одним компонентом, выбранным из группы, состоящей из витамина А в концентрации от 20 до 200 мкг в ретиноловом эквиваленте/100 г, витамина D в концентрации от 0,1 до 5 мкг/100 г, цинка в концентрации от 0,2 до 2 мг/100 г и железа в концентрации от 0,5 до 5 мг/100 г.
Поскольку продукт настоящего изобретения предназначен для детей младшего возраста, может быть выгодным минимизировать в нем количество синтетических консервантов и синтетических красителей. Так, в одном варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста не содержит синтетических консервантов или синтетических красителей.
Цельнозерновой компонент может быть получен из различных источников. Примерами источников цельного зерна являются крупка (мука), рисовая или кукурузная мука для подсыпки тестовых заготовок, крупа, мука и микронизированное зерно (микронизированная мука). Цельные зерна можно смолоть, предпочтительно сухим способом помола. Такой помол может проводиться перед или после взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией по изобретению.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения цельнозерновой компонент может подвергаться тепловой обработке с целью ограничения прогорклости и бактериальной обсемененности.
Цельные зерна - это хлебные злаки, однодольные растения семейства Роасеае (семейство злаков), возделываемые из-за их съедобных крахмальных зерен. Примеры цельнозерновых злаков включают ячмень, рис, черный рис, коричневый рис, дикий рис, гречиху, булгур, кукурузу, просо, овес, сорго, спельту, тритикале, рожь, пшеницу, пшеницу в зерне, тефф, канареечник канарский, кукушкины слезки и фонио. Виды растений, не относящиеся к семейству злаков, но также дающие крахмальные семена или плоды, которые могут использоваться таким же путем, что и хлебные злаки, называются псевдо-злаками. Примеры псевдо-злаков включают амарант, гречиху, гречиху татарскую и квиноа. Если упоминается термин ″злаки″, то он подразумевает как злаки, так и псевдозлаки.
Таким образом, цельнозерновой компонент по изобретению может происходить из злака или псевдо-злака. Так, в одном варианте осуществления изобретения гидролизованную цельнозерновую композицию получают из растения, выбранного из группы, включающей ячмень, рис, коричневый рис, дикий рис, черный рис, гречиху, булгур, кукурузу, просо, овес, сорго, спельту, тритикале, рожь, пшеницу, пшеницу в зерне, тефф, канареечник канарский, кукушкины слезки, фонио, амарант, гречиху, гречиху татарскую, квиноа, другие виды злаков и псевдо-злаков и смеси перечисленного. Вообще выбор источника зерна зависит от продукта, поскольку каждое зерно обеспечивает присущий ему вкусовой профиль.
Цельнозерновые компоненты - это компоненты, полученные из неочищенных зерен злаков. Цельнозерновые компоненты включают все съедобные части зерна, т.е. зародыш, эндосперм и отруби. Цельнозерновые компоненты могут иметь разную форму, например, они могут быть тонкомолотыми, в виде хлопьев, крупнодроблеными или могут иметь другие формы, известные в мукомольной промышленности.
В настоящем контексте выражение ″гидролизованная цельнозерновая композиция″ относится к ферментативно расщепленным цельнозерновым компонентам или к цельнозерновому компоненту, расщепленному с помощью по меньшей мере одной алъфа-амилазы, в котором альфа-амилаза, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Гидролизованная цельнозерновая композиция может также расщепляться с помощью протеазы, которая, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
В настоящем контексте необходимо также иметь в виду, что выражение ″гидролизованная цельнозерновая композиция″ относится и к ферментативной обработке муки и последующему восстановлению цельного зерна путем смешивания муки, отрубей и зародыша. Следует также иметь в виду, что восстановление может проводиться до использования в готовом продукте или в процессе вмешивания в готовый продукт. Таким образом, восстановление цельных зерен после обработки одной или более отдельных частей цельного зерна также составляет часть настоящего изобретения.
До или после размола цельного зерна цельнозерновой компонент может подвергаться гидролитической обработке с целью разрушения полисахаридной структуры и необязательно белковой структуры цельнозернового компонента.
Гидролизованная цельнозерновая композиция может быть в виде жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Если используется более одного вида ферментов, то необходимо иметь в виду, что ферментативная обработка цельных зерен может осуществляться путем последовательного добавления ферментов или с использованием ферментной композиции, содержащей более одного вида ферментов.
В настоящем контексте выражение ″фермент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам″ следует понимать как относящееся также и к ферментной смеси, из которой происходит фермент. Например, протеазы, амилазы, глюкозоизомераза и амилоглюкозидаза, описанные в настоящем контексте, могут сохраняться до использования в виде ферментной смеси, которая может быть не полностью очищенной и, в силу этого, может содержать ферментативную активность по отношению, например, к пищевым волокнам. Однако активность по отношению к пищевым волокнам может также исходить от каждого конкретного фермента смеси, особенно если этот фермент является многофункциональным. В рамках изобретения используются ферменты (или ферментные смеси), которые лишены гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
Термин ″не проявляет гидролитической активности″ или ″лишен гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам″ может охватывать уровни деградации пищевых волокон до 5%, например, до 3%, например, до 2% или, например, до 1%. Такой уровень деградации может быть неизбежным, если применяются высокие концентрации или длительный период инкубации.
Термин ″в активном состоянии″ относится к способности фермента или ферментной смеси проявлять гидролитическую активность и означает состояние фермента до того, как он инактивируется. Инактивирование может достигаться как деградацией, так и денатурацией.
В большинстве случаев процентное содержание по всему тексту заявки приводится в массовых процентах (масс.%) в пересчете на сухое вещество, если не оговаривается что-либо иное.
Молочно-зерновой напиток по изобретению может содержать протеазу, которая, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Преимущество добавления протеазы согласно изобретению состоит в том, что вязкость гидролизованного цельного зерна может еще более снизиться, что, в свою очередь, может привести к снижению вязкости готового продукта. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста содержит указанную протеазу или ее фрагмент в концентрации от 0,0001% до 5 масс.% общего содержания цельного зерна, например, от 0,01% до 3%, например, от 0,01% до 1%, например, от 0,05% до 1%, например, от 0,1% до 1%, например, от 0,1% до 0,7% или, например, от 0,1% до 0,5%. Оптимальная концентрация добавляемых протеаз зависит от нескольких факторов. Как было установлено, добавление протеазы в ходе производства гидролизованного цельного зерна может привести к появлению привкуса горечи, поэтому добавление протеазы может рассматриваться как компромисс между пониженной вязкостью и посторонним привкусом. К тому же, количество протеазы также может зависеть от продолжительности инкубации в ходе производства гидролизованного цельного зерна. Например, если продолжительность инкубации увеличивается, то может применяться пониженная концентрация протеазы.
Протеазы - это ферменты, вызывающие гидролиз белков. Они могут применяться для снижения вязкости гидролизованной цельнозерновой композиции. Примером подходящего фермента является препарат Alcalase 2.4L (ЕС 3.4.21.62) от Novozymes.
В зависимости от продолжительности инкубации и концентрации протеазы определенное количество белков из гидролизованного цельнозернового компонента может подвергнуться гидролизу до аминокислотных и пептидных фрагментов. Так, в одном варианте осуществления изобретения гидролизуются от 1% до 10% белков из цельнозерновой композиции, например, от 2% до 8%, например, от 3% до 6%, от 10% до 99%, например, от 30% до 99%, например, от 40% до 99%, например, от 50% до 99%, например, от 60% до 99%, например, от 70% до 99%, например, от 80% до 99%, например, от 90% до 99% или, например, от 10% до 40%, от 40% до 70% и от 60% до 99%. С другой стороны, деградация белков может привести к пониженной вязкости и улучшенным органолептическим параметрам.
В настоящем контексте выражение ″содержание гидролизованного белка″ относится к содержанию гидролизованного белка из цельнозерновой композиции, если не оговаривается что-либо иное. Белок может расщепляться на крупные или мелкие пептидные единицы либо даже на аминокислотные компоненты. Специалисту известно, что в процессе обработки и хранения имеет место незначительный уровень деградации, которая не является деградацией, вызванной добавленными извне ферментами.
Вообще следует иметь в виду, что ферменты, применяемые в производстве гидролизованной цельнозерновой композиции (и, следовательно, также присутствующие в готовом продукте), отличаются от соответствующих ферментов, от природы содержащихся в цельнозерновом компоненте.
Поскольку молочно-зерновой напиток изобретения может также содержать белки из источников, отличающихся от гидролизованного цельнозернового компонента, которые не расщепляются, то может быть уместным оценивать деградацию белков на более специфических белках, присутствующих в цельнозерновой композиции. Так, в одном варианте осуществления изобретения деградированные белки являются белками цельного зерна, такими как белки клейковины, глобулины, альбумины и гликопротеины.
Амилаза (ЕС 3.2.1.1) - это фермент, классифицируемый как сахаридаза, т.е. фермент, расщепляющий полисахариды. Она является преимущественно компонентом панкреатического сока и слюны, необходимым для расщепления длинноцепочечных углеводов, например, крахмала, на более мелкие единицы. В настоящем изобретении альфа-амилаза используется для гидролиза клейстеризованного крахмала с тем, чтобы снизить вязкость гидролизованной цельнозерновой композиции. Ферментные препараты Validase НТ 425L, Validase RA от Valley Research, Fungamyl от Novozymes и MATS от DSM служат примерами альфа-амилаз, пригодных для настоящего изобретения. Эти ферменты не показывают активности по отношению к пищевым волокнам в применяемых условиях обработки (продолжительность, концентрации ферментос). В отличие от них, ферментный препарат BAN (от Novozymes), например, расщепляет, помимо крахмала, и пищевые волокна на низкомолекулярные волокна или олигосахариды, см. также пример 3.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения ферменты не показывают активности по отношению к пищевым волокнам, если концентрация фермента составляет ниже 5 масс.%, например, менее 3 масс.%, например, менее 1 масс.%, например, менее 0,75 масс.%, например, менее 0,5 масс.%.
Некоторые альфа-амилазы генерируют мальтозные единицы как наиболее мелкие структурные элементы углеводов, в то время как другие способны также продуцировать фракцию глюкозных единиц. Так, в одном варианте осуществления изобретения альфа-амилаза или ее фрагмент представляет собой альфа-амилазу, продуцирующую смешанные сахара, которая, находясь в активном состоянии, включает и глюкозопродуцирующую активность. Установлено, что некоторые альфа-амилазы содержат глюкозопродуцирующую активность и в то же время, находясь в активном состоянии, не показывают гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Используя альфа-амилазу, включающую глюкозопродуцирующую активность, можно достигнуть повышенной сладости, поскольку сладость глюкозы почти в два раза превышает сладость мальтозы. В одном варианте осуществления настоящего изобретения необходимо отдельно добавлять в молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста пониженное количество внешнего источника сахаров, если в напитке используется гидролизованная цельнозерновая композиция по настоящему изобретению. Если в ферментной композиции используется альфа-амилаза, содержащая глюкозопродуцирующую активность, то может стать возможным обойтись без или по меньшей мере сократить применение других добавляемых извне (внешних) источников Сахаров или несахарных подсластителей.
В настоящем контексте термин ″внешний (добавляемый извне) источник сахаров или не сахарных подсластителей″ относится к сахарам и несахарным подсластителям, первоначально не присутствовавшим или первоначально не генерировавшимся в гидролизованной цельнозерновой композиции. Примерами таких внешних сахарных или не сахарных источников могут служить сахароза, лактоза и искусственные подсластители.
Амилоглюкозидаза (ЕС 3.2.1.3) - это фермент, способный высвобождать глюкозные остатки из крахмала, мальтодекстринов и мальтозы путем гидролитического расщепления глюкозных единиц с нередуцированного конца полисахаридной цепи. Сладость препарата повышается с увеличением концентрации высвобождаемой глюкозы. Поэтому в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста дополнительно содержит амилоглюкозидазу или ее фрагменты. Может быть выгодно добавлять амилоглюкозидазу в производство гидролизованной цельнозерновой композиции, поскольку сладость препарата повышается с увеличением концентрации высвобождаемой глюкозы. Может быть также выгодно, если эта амилоглюкозидаза не будет оказывать прямого или косвенного воздействия на полезные для здоровья свойства цельных зерен. Так, в одном варианте осуществления изобретения амилоглюкозидаза, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Выгодное преимущество изобретения и, в частности, способа изготовления молочно-зернового напитка для детей младшего возраста по изобретению состоит в том, что оно позволяет снизить содержание сахаров (например, сахарозы) в молочно-зерновом напитке для детей младшего возраста по сравнению с продуктами, описанными в предшествующем уровне техники. При использовании амилоглюкозидазы в ферментной композиции может стать возможным обойтись без других внешних источников сахаров, например, без добавления сахарозы.
Однако, как упоминалось выше, некоторые альфа-амилазы способны генерировать глюкозные единицы, которые могут добавлять достаточно сладости продукту, исключая, тем самым, необходимость использования амилоглюкозидазы. Кроме того, применение амилоглюкозидазы повышает производственные затраты на изготовление молочно-зернового напитка для детей младшего возраста, и, следовательно, может быть желательно ограничить использование амилоглюкозидазы. Так, в еще одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по изобретению не содержит амилоглюкозидазы, например, экзогенной амилоглюкозидазы.
Глюкозоизомераза (D-глюкозокетоизомераза) вызывает изомеризацию глюкозы в фруктозу. Так, в одном варианте осуществления настоящего изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста дополнительно содержит глюкозоизомеразу или ее фрагменты, при этом глюкозоизомераза или ее фрагменты, находясь в активном состоянии, не показывают гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Сладость глюкозы составляет 70-75% сладости сахарозы, в то время как сладость фруктозы почти в два раза выше сладости сахарозы. Таким образом, процессы производства фруктозы представляют значительный интерес, поскольку сладость продукта может существенно увеличиться без добавления извне источника сахаров (например, сахарозы или искусственных подсластителей).
Для производства гидролизованной цельнозерновой композиции по изобретению может применяться большое число определенных ферментов или ферментных смесей. Требование к ним одно - они не должны в основном проявлять гидролитическую активность в применяемых условиях способа по отношению к пищевым волокнам. Так, в одном варианте осуществления изобретения альфа-амилаза может выбираться из Validase НТ 425L и Validase RA от Valley Research, Fungamyl от Novozymes и MATS от DSM; протеаза может выбираться из группы, включающей Alcalase, iZyme В и iZyme G (Novozymes).
Концентрация ферментов согласно изобретению в молочно-зерновом напитке для детей младшего возраста может влиять на органолептические свойства молочно-зернового напитка. К тому же, концентрацию ферментов можно регулировать, изменяя свойства, такие как температура и продолжительность инкубации. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста содержит от 0,0001 масс.% до 5 масс.% от общего содержания цельного зерна в молочно-зерновом напитке по меньшей мере одного из:
- альфа-амилазы или ее фрагмента, при этом альфа-амилаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,
- амилоглюкозидазы или ее фрагмента, при этом амилоглюкозидаза, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам, и
- глюкозоизомеразы или ее фрагмента, при этом глюкозоизомераза, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
В другом варианте молочно-зерновой напиток содержит от 0,001 масс.% до 3 масс.% альфа-амилазы от общего содержания цельного зерна в молочно-зерновом напитке, например, от 0,01% до 3%, например, от 0,01% до 0,1%, например, от 0,01% до 0,5%, например, от 0,01% до 0,1%, например, от 0,03% до 0,1%, например, от 0,04% до 0,1%. В еще одном варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста содержит от 0,001 масс.% до 3 масс.% амилоглюкозидазы от общего содержания цельного зерна в молочно-зерновом напитке, например, от 0,001% до 3%, например, от 0,01% до 1%, например, от 0,01% до 0,5%, например, от 0,01% до 0,5%, например, от 0,01% до 0,1%, например, от 0,03% до 0,1%, например, от 0,04% до 0,1%. В следующем варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста содержит от 0,001 масс.% до 3 масс.% глюкозоизомеразы от общего содержания цельного зерна в молочно-зерновом напитке, например, от 0,001% до 3%, например, от 0,01% до 1%, например, от 0,01% до 0,5%, например, от 0,01% до 0,5%, например, от 0,01% до 0,1%, например, от 0,03% до 0,1%, например, от 0,04% до 0,1%.
Бета-амилазы - это ферменты, которые расщепляют также сахариды, однако бета-амилазы образуют в основном мальтозу как наиболее мелкий генерируемый структурный элемент углеводов. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по изобретению не содержит бета-амилазы, например, экзогенной бета-амилазы. В отсутствие бета-амилазы более крупная фракция крахмалов гидролизуется до глюкозных единиц, поскольку альфа-амилазы конкурируют с бета-амилазами за субстраты. За счет этого может достигаться улучшенный профиль Сахаров. Это противоречит US 5 686 123, в котором раскрывается зерновая суспензия, получаемая путем обработки как альфа-амилазой, так и бета-амилазой.
В некоторых случаях действие протеазы не является необходимым для обеспечения достаточно низкой вязкости. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста не содержит протеазы, например, экзогенной протеазы. Как описывалось ранее, добавление протеазы может спровоцировать появление привкуса горечи, которого в некоторых случаях желательно избегать. Это противоречит US 4 282 319, в котором раскрывается способ, включающий ферментативную обработку протеазой и амилазой.
В большинстве случаев ферменты, применяемые согласно настоящему изобретению для получения гидролизованной цельнозерновой композиции, не показывают, находясь в активном состоянии, гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Поэтому в другом варианте осуществления изобретения гидролизованная цельнозерновая композиция имеет в основном интактную бета-глюкановую структуру относительно исходного материала. В еще одном варианте гидролизованная цельнозерновая композиция имеет в основном интактную арабиноксилановую структуру относительно исходного материала. За счет применения одного или более ферментов по изобретению для получения гидролизованной цельнозерновой композиции могут поддерживаться в основном интактные бета-глюкановая и арабиноксилановая структуры. Степень деградации бета-глюкановой и арабиноксилановой структур может определяться эксклюзионной хроматографией (SEC). SEC-метод подробно описан в материале ″Determination of beta-Glucan Molecular Weight Using SEC with Calcofluor Detection in Cereal Extracts // Lena Rimsten, Tove Stenberg, Roger Andersson, Annica Andersson, and Per Åman. Cereal Chem. 80(4):485-490″, который включен в настоящую заявку в виде ссылки.
В настоящем контексте выражение ″в основном интактная структура″ следует понимать как структуру, большая часть которой является нативной (целостной). Однако вследствие естественной деградации в любом натуральном продукте часть структуры (например, бета-глюкановой структуры или арабиноксилановой структуры) может расщепляться, хотя такая деградация не может быть вызвана добавленными ферментами. Поэтому под ″в основном интактной структурой″ следует понимать структуру, которая является интактной по меньшей мере на 95%, например, по меньшей мере на 97%, например, по меньшей мере на 98% или, например, по меньшей мере на 99%.
В настоящем контексте ферменты, такие как протеазы, амилазы, глюкозоизомеразы и амилоглюкозидазы, относятся к ферментам, которые были предварительно полностью или частично очищены. Такие белки/ферменты могут продуцироваться бактериями, грибами или дрожжами, однако они могут также быть растительного происхождения. Вообще эти продуцируемые ферменты подпадают в настоящем контексте под категорию ″экзогенные ферменты″. Такие ферменты могут добавляться в продукт в процессе его производства с тем, чтобы добавить определенное ферментативное действие на вещество. Равным образом, в настоящем контексте, если какой-либо фермент исключается как объект притязаний из настоящего изобретения, то этот исключаемый фермент относится к экзогенным ферментам. В настоящем контексте такие ферменты, например, обеспечивают ферментативную деградацию крахмала и белков, что снижает вязкость. Применительно к способу изобретения следует иметь в виду, что такие ферменты могут быть либо в растворе, либо закреплены на поверхности, например, иммобилизованные ферменты. В последнем методе белки не могут быть частью готового продукта.
Как упоминалось ранее, действие альфа-амилазы приводит к полезному профилю сахаров, который может влиять на вкус и позволяет сократить количество добавляемого извне (внешнего) сахара или подсластителя в готовый продукт.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения гидролизованная цельнозерновая композиция имеет содержание глюкозы по меньшей мере 0,25 масс.% гидролизованной цельнозерновой композиции в пересчете на сухое вещество, например, по меньшей мере 0,35%, например, по меньшей мере, 0,5%.
В зависимости от применяемых специфических ферментов профиль Сахаров готового продукта может изменяться. Так, в одном варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет соотношение мальтозы к глюкозе менее 144:1 в пересчете на массу продукта, например, менее 120:1, например, менее 100:1, например, менее 50:1, например, менее 30:1, например, менее 20:1 или, например, менее 10:1.
Если единственным ферментом, применяемым для обработки крахмала, является альфа-амилаза, генерирующая глюкозу, то большая часть готового продукта будет в форме глюкозы по сравнению с применением альфа-амилазы, специфически генерирующей мальтозные единицы. Поскольку глюкоза имеет более высокую сладость, чем мальтоза, это может привести к тому, что можно будет обойтись без добавления дополнительного источника сахаров (например, сахарозы). Это преимущество может быть более выраженным, если указанное соотношение уменьшится вследствие конверсии мальтозы, присутствующей в гидролизованном цельном зерне, в глюкозу (конверсия одной мальтозной единицы дает две глюкозные единицы).
Отношение мальтозы к глюкозе можно еще более снизить, если включить в ферментную композицию амилоглюкозидазу, поскольку этот фермент также генерирует глюкозные единицы.
Если ферментная композиция включает глюкозоизомеразу, то часть глюкозы изменится в фруктозу, которая обладает большей сладостью, чем глюкоза. Так, в одном варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет соотношение мальтозы к (глюкоза + фруктоза) менее 144:1 в пересчете на массу продукта, например, менее 120:1, например, менее 100:1, например, менее 50:1, например, менее 30:1, например, менее 20:1 или, например, менее 10:1.
Кроме того, в одном варианте осуществления настоящего изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста может иметь соотношение мальтозы к фруктозе менее 230:1 в пересчете на массу продукта, например, менее 144:1, например, менее 120:1, например, менее 100:1, например, менее 50:1, например, менее 30:1, например, менее 20:1 или, например, менее 10:1.
В настоящем контексте выражение ″общее содержание цельного зерна″ следует понимать как комбинацию содержания ″гидролизованной цельнозерновой композиции″ и ″содержания твердого (негидролизованного) цельного зерна″. Если не указывается что-либо иное, то ″общее содержание цельного зерна″ приводится в масс.% готового продукта. В одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет общее содержание цельного зерна в диапазоне от 1 масс.% до 30 масс.% молочно-зернового напитка, например, от 1% до 20%, например, от 1% до 15%, например, от 1% до 10% и, например, от 1% до 7%.
В настоящем контексте выражение ″содержание гидролизованной цельнозерновой композиции″ следует понимать как содержание в масс.% от содержания гидролизованных цельных зерен в готовом продукте. Содержание гидролизованной цельнозерновой композиции является частью общего содержания цельнозерновой композиции. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по изобретению имеет содержание гидролизованной цельнозерновой композиции от 1 масс.% до 30 масс.% молочно-зернового напитка, например, от 1 до 20%, например, от 1% до 10% и, например, от 1% до 5%. Количество гидролизованной цельнозерновой композиции в готовом продукте может зависеть от вида продукта. Использование гидролизованной цельнозерновой композиции по изобретению в молочно-зерновом напитке для детей младшего возраста делает возможным добавление повышенного количества гидролизованных цельных зерен (по сравнению с негидролизованной цельнозерновой композицией) без негативного, в основном, влияния на органолептические свойства продукта вследствие повышенного количества растворимых пищевых волокон в гидролизованном цельном зерне.
Было бы весьма выгодно иметь молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста, включающий высокое содержание пищевых волокон без ущерба для органолептических свойств продукта. Поэтому в еще одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет содержание пищевых волокон от 0,1 масс.% до 10 масс.% молочно-зернового напитка, например, от 0,1% до 5%, предпочтительно - от 0,5% до 3%, даже более предпочтительно - от 1% до 2 масс.%. Молочно-зерновой напиток по изобретению с высоким содержанием пищевых волокон можно получить, если добавить в него гидролизованный цельнозерновой компонент, предлагаемый настоящим изобретением. Это может быть сделано благодаря уникальной схеме способа настоящего изобретения.
Пищевые волокна - это съедобные части растений, которые не расщепляются пищеварительными ферментами. Пищевые волокна ферментируются микрофлорой в толстой кишке человека. Существуют два типа волокон - растворимые волокна и нерастворимые волокна. И растворимые, и нерастворимые пищевые волокна могут содействовать ряду позитивных физиологических эффектов, включающих нормальное прохождение через кишечник, что помогает предупредить запоры, или ощущение сытости. Органы здравоохранения рекомендуют потреблять от 20 до 35 г пищевых волокон в день в зависимости от массы тела, пола, возраста и потребления калорий.
Растворимые волокна - это пищевые волокна, которые подвергаются полной или частичной ферментации в толстой кишке. Примерами растворимых волокон из злаков являются бета-глюканы, арабиноксиланы, арабиногалактаны, резистентный крахмал 2 и 3 типов и олигосахариды, происходящие из последних. Растворимые волокна из других источников включают, например, пектины, камедь акации, камеди, альгинат, агар, полидекстрозу, инулины и галактоолигосахариды. Некоторые растворимые волокна называются пребиотиками, поскольку они являются источником энергии для полезных бактерий (например, бифидобактерий и лактобацилл), присутствующих в толстой кишке. Другие полезные свойства растворимых волокон включают контроль сахара крови, что важно в профилактике диабета, контроль холестерина или снижение риска сердечнососудистых заболеваний.
Нерастворимые волокна - это пищевые волокна, которые не ферментируются в толстой кишке или очень медленно перевариваются под действием кишечной микрофлоры. Примерами нерастворимых волокон являются целлюлозы, гемицеллюлозы, резистентный крахмал 1 типа и лигнины. Другие полезные свойства нерастворимых волокон включают улучшение функции кишечника за счет стимуляции перистальтики, что заставляет мышцы толстой кишки работать более интенсивно, становиться крепче и лучше функционировать. Имеются также данные о том, что потребление нерастворимых волокон может быть связано с пониженным риском рака кишечника.
Общее содержание сухих веществ в молочно-зерновом напитке для детей младшего возраста по изобретению может варьироваться. Так, в другом варианте осуществления изобретения общее содержание сухих веществ составляет от 1 масс.% до 50 масс.% молочно-зернового напитка, например, менее 50%, например, менее 40%, например, менее 25% или, например, менее 10%. Примерами факторов, влияющих на содержание сухих веществ, могут быть количество гидролизованной цельнозерновой композиции и степень гидролиза в этой композиции. В настоящем контексте ″общее содержание сухих веществ″ равняется 100 минус влагосодержание (%) продукта.
Было бы весьма выгодно, если бы молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста с хорошими органолептическими параметрами, такими как сладость, можно было получить без добавления больших количеств внешних источников сахаров. Поэтому в другом варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет содержание сахара или не сахарного подсластителя менее 15 масс.% молочно-зернового напитка, например, менее 10%, менее 7%, менее 5%, менее 3%, менее 1%, например, 0%. Поскольку гидролизованная цельнозерновая композиция дополняет молочно-зерновой напиток источником углеводов, таких как глюкоза и мальтоза, то молочно-зерновой напиток подслащивается также и из этого натурального источника сахаров, отличающегося от внешнего источника сахаров. Благодаря этому количество добавляемого извне подсластителя можно ограничить. Сахароза является широко используемым подсластителем в пищевых продуктах, однако могут использоваться и другие сахара. Так, в следующем варианте осуществления изобретения сахар является моносахаридом и/или дисахаридом, и/или олигосахаридом. В еще одном варианте моносахарид является глюкозой, галактозой, декстрозой, фруктозой или любой их комбинацией. В следующем варианте дисахарид является мальтозой, сахарозой, лактозой или любой их комбинацией.
Активность воды молочно-зернового напитка для детей младшего возраста может варьироваться. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет активность воды выше 0,35, например, выше 0,5, например, выше 0,7 или, например, выше 0,8. Поскольку активность воды отражает влагосодержание, она часто отражает также и вязкость продуктов. Таким образом, повышенная активность воды может привести к пониженной вязкости. Активность воды, или aw, является мерой влагосодержания. Она определяется как давление паров жидкости, деленное на давление паров чистой воды при той же температуре; следовательно, чистая дистиллированная вода имеет активность воды, равную 1. С повышением температуры aw обычно возрастает, за исключением некоторых продуктов с кристаллической солью или сахаром. При значениях aw, выше 0,65, хрустящие продукты традиционно теряют свою хрустящесть. Вещества с повышенной aw поддерживают, как правило, больше микроорганизмов, которые могут разрушить продукт. Бактерии обычно требуют значения aw по меньшей мере 0,91, грибы - по меньшей мере 0,7. Активность воды измеряется АОАС-методом 978.18; измерения проводятся после достижения равновесия при 25°С с помощью прибора HygroLab от Rotronic.
Увлажнители часто добавляются в те продукты, которые должны быть в сухом или полусухом состоянии. Поэтому в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста не содержит увлажнителя. Дополнительные ингредиенты молочно-зернового напитка для детей младшего возраста могут включать витамины; эмульгаторы, такие как лецитин; сухие белки; фруктовые или овощные пюре, сок или концентрат; сухие вещества какао; алкилрезорцинолы; фенольные соединения и другие активные ингредиенты, например, докозагексаеновую кислоту (DHA), кофеин или пребиотики.
В следующем варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста имеет содержание жира от 0 до 10 масс.%, например, от 2 масс.% до 5 масс.%, от 1 масс.% до 3 масс.% или менее 2 масс.% молочно-зернового напитка. Жировые компоненты предпочтительно являются растительными жирами, такими как рапсовое масло, подсолнечное масло, пальмовое масло или какао-масло, предпочтительно негидрогенизированными.
В еще одном варианте молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста может иметь содержание соли от 0 до 2 масс.% молочно-зернового напитка. В более конкретном варианте соль является хлоридом натрия.
В зависимости от конкретного вида молочно-зернового напитка могут добавляться различные ароматические компоненты для обеспечения желательного вкуса. Так, в одном варианте осуществления изобретения молочно-зерновой напиток содержит также и ароматический компонент. В другом варианте ароматический компонент выбирается из группы, состоящей из какао, меда, ванили, фруктового и овощного пюре, сока или концентрата, ароматов и комбинаций перечисленного.
Молочно-зерновой напиток может также содержать пребиотики и/или пробиотики. ″Пребиотик″ означает непереваримый пищевой ингредиент, который благотворно влияет на хозяина, селективно стимулируя рост и/или жизнедеятельность одного вида или лимитированного числа видов бактерий в толстой кишке, и, тем самым, улучшает здоровье хозяина (Gibson and Roberfroid ″Dietary Modulation of the Human Colonic Microbiota: Introducing the Concept of Prebiotics″ J. Nutr 125:1401-1412). ″Пробиотик″ означает, в контексте бактериальных штаммов, препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток с полезным действием на здоровье или самочувствие хозяина (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al ″Probiotics: how should they be defined″ Trend Food Sci. Technol. 1999:10 107-10).
Молочный компонент согласно настоящему изобретению также может происходить из различных источников. Так, в дополнительном варианте осуществления изобретения молочный компонент выбирается из группы, включающей жидкое или сухое цельное молоко; жидкое или сухое обезжиренное молоко; сливки; жидкую или сухую молочную смесь Follow-On Formula для прикорма грудных детей, начиная с 6 месяцев; жидкую или сухую адаптированную молочную смесь Growing Up Milk для детей от 1 года до 3 лет; жидкие или сухие фракции молочной сыворотки; жидкий или сухой казеин, жидкое или сухое соевое молоко и любую комбинацию перечисленного. В дополнительном варианте молочный компонент включает ферментированные молочные напитки или кисломолочные напитки, такие как йогурт, кефир или аналогичные продукты. Такие ферментированные молочные напитки могут выпускаться в виде жидкого, полужидкого или сухого продукта. В жидком или полужидком виде такой продукт может быть свежим (нетермообработанным) или термообработанным. Возможны комбинации ферментированных молочных напитков, кисломолочных напитков и других молочных компонентов. Добавление молочного компонента может улучшить такие показатели, как вкус, вязкость и питательный профиль.
Для получения продукта по настоящему изобретению предлагается способ изготовления молочно-зернового напитка для детей младшего возраста, предусматривающий:
1) приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции, включающее стадии:
a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, причем ферментная композиция включает по меньшей мере одну альфа-амилазу, при этом указанная ферментная композиция не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,
b) создания условий для реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом с образованием цельнозернового гидролизата,
c) получения гидролизованной цельнозерновой композиции путем инактивирования указанных ферментов по достижении указанным гидролизатом значения вязкости от 50 до 5000 мПа·с, измеренной при 65°C;
2) приготовление молочно-зернового напитка для детей младшего возраста смешиванием гидролизованной цельнозерновой композиции с молочным компонентом и по меньшей мере с одним ингредиентом из кальция, витамина A, витамина D, цинка, железа или любой их комбинации с получением молочно-зернового напитка с содержанием сахара или не сахарного подсластителя ниже 15% и вязкостью в диапазоне от 1 до 300 мПа·с.
В одном варианте осуществления изобретения ферментная композиция содержит также протеазу или ее фрагмент, при этом протеаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Равным образом, ферментная композиция может включать амилоглюкозидазу и/или глюкозоизомеразу согласно настоящему изобретению.
Возможно регулирование нескольких свойств способа изготовления молочно-зернового напитка для детей младшего возраста по изобретению. Так, в одном варианте способа стадия 1b) проводится при температуре от 30 до 100°C, предпочтительно - от 50 до 85°C. В другом варианте стадия 1b) выполняется в течение периода времени от 1 минуты до 24 часов, например, от 1 минуты до 12 часов, например, от 1 минуты до 6 часов, например, от 5 минут до 120 минут. В еще одном варианте стадия 1b) проводится при температуре от 30 до 100°C в течение от 5 до 120 минут.
В следующем варианте способа стадия 1с) может осуществляться при температуре от 70 до 150°C в течение по меньшей мере 1 секунды, например, в течение от 1 до 5 минут, например, от 5 до 120 минут, например, от 5 до 60 минут. В дополнительном варианте стадия 1c) выполняется путем нагревания до температуры по меньшей мере 90°C в течение от 5 до 30 минут.
В еще одном варианте способа реакция на стадии 1c) останавливается, как только гидролизат достигнет вязкости от 50 до 4000 мПа·с, например, от 50 до 3000 мПа·с, например, от 50 до 1000 мПа·с, например, от 50 до 500 мПа·с. В дополнительном варианте вязкость измеряется при TS 50 (общее содержание сухих веществ).
В следующем варианте способа гидролизованную цельнозерновую композицию получают на стадии 1), когда указанный гидролизат достигнет общего содержания сухих веществ от 25% до 60%. За счет регулирования вязкости и содержания сухих веществ можно обеспечить получение гидролизованной цельнозерновой композиции в различных видах.
В дополнительном варианте способа гидролизованный цельнозерновой компонент получают на стадии 1c) в виде жидкости, концентрата, порошка, сока или пюре. Преимущество получения гидролизованной цельнозерновой композиции в различных видах заключается в том, что это позволяет избежать разбавления пищевого продукта в случае использования композиции в сухом или полусухом виде. Равным образом, если желателен более влажный продукт, то можно использовать гидролизованную цельнозерновую композицию в жидком состоянии.
Вышеупомянутые свойства можно контролировать с тем, чтобы регулировать степень деградации крахмала, профиль сахаров, общее содержание сухих веществ и общие органолептические свойства готового продукта.
Для улучшения ферментативной обработки цельнозернового компонента может быть выгодным проведение предварительной обработки зерен перед или после ферментативной обработки.
За счет размола зерен большая часть их поверхности становится доступной для ферментов, благодаря чему процесс ускоряется. К тому же, использование более мелких по размеру частиц зерен позволяет улучшить органолептические свойства. В дополнительном варианте изобретения цельные зерна подвергаются обжарке или поджариванию перед или после ферментативной обработки. Обжарка и поджаривание могут улучшить вкус готового продукта.
Для продления срока хранения продукта предусмотрено несколько видов обработки. Так, в одном варианте осуществления способ дополнительно включает по меньшей мере один из следующих видов обработки: УВТ (ультравысокотемпературная) обработка, пастеризация, тепловая обработка, автоклавирование и другие виды тепловой или нетепловой обработки, например, обработка давлением. В следующем варианте предусматривается герметичное упаковывание молочно-зернового напитка в асептических условиях. В еще одном варианте предусматривается упаковывание молочно-зернового напитка в неасептических условиях вместе, например, с автоклавированием или выдержкой в горячем состоянии.
Следует заметить, что варианты осуществления и отличительные признаки, описанные в контексте одного из аспектов или вариантов настоящего изобретения, применимы также и к другим аспектам изобретения.
Все патенты и не относящиеся к патентам материалы, цитируемые в настоящем описании, включены в полном объеме в настоящую заявку в виде ссылок.
Изобретение более подробно описано в нижеприведенных примерах, не ограничивающих его объем.
Примеры
Пример 1 - Приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции
Ферментные композиции, содержащие Validase НТ 425L (альфа-амилаза) необязательно в комбинации с Alcalase 2.4L (протеаза), использовали для гидролиза зерна пшеницы, ячменя и овса.
Смешивание можно проводить в варочном котле с двойной рубашкой, хотя может использоваться и другое промышленное оборудование. Скребковая мешалка работает непрерывно и зачищает внутреннюю поверхность смесителя. Это предупреждает пригорание продукта и помогает поддерживать однородную температуру. Тем самым лучше контролируется активность фермента. Для повышения температуры в двойную рубашку можно инжектировать пар, в то время как для понижения температуры использовать холодную воду.
В одном варианте ферментная композиция и вода смешиваются вместе при комнатной температуре от 10 до 25°C. При этой низкой температуре ферменты ферментной композиции показывают очень низкую активность. Затем добавляется цельнозерновой компонент, и ингредиенты смешиваются в течение короткого периода времени (обычно менее 20 минут) до получения однородной смеси.
Смесь нагревается постепенно или сразу доводится до критической температуры с целью активирования ферментов и гидролиза цельнозернового компонента.
Гидролиз приводит к снижению вязкости смеси. Когда цельнозерновой гидролизат достигает вязкости от 50 до 5000 мПа·с, измеренной при 65°C, и, например, общего содержания сухих веществ от 25 масс.% до 60 масс.%, ферменты инактивируются путем тепловой обработки гидролизата при температуре выше 100°C, предпочтительно - путем инжекции пара при 120°C.
Ферменты дозируются в зависимости от общего количества цельного зерна. Количества ферментов различны и зависят от вида цельнозернового компонента, поскольку доли белка разные. Отношение вода/цельнозерновой компонент может адаптироваться в соответствии с требуемой влажностью готового жидкого цельного зерна. Обычно соотношение вода/цельнозерновой компонент составляет 60/40 (в масс.%).
Пример 2 - Профиль сахаров гидролизованной цельнозерновой композиции
Гидролизованные цельнозерновые композиции, содержащие пшеницу, ячмень и овес, получали способом примера 1.
НРАЕ-анализ углеводов
Гидролизованные цельнозерновые композиции подвергали НРАЕ-анализу для установления профиля сахаров гидролизованной цельнозерновой композиции.
Углеводы экстрагировали водой и разделяли ионообменной хроматографией на анионообменной колонке (НРАЕ). Детектирование элюированных соединений проводили электрохимическим путем с помощью импульсного амперометрического детектора, их количественную оценку - сравнением с площадями пиков внешних стандартов.
Общее содержание пищевых волокон
Дигестию дубликатных образцов (при необходимости подвергнутых обезжириванию) проводили в продолжение 16 часов в условиях, имитирующих пищеварительную систему человека, с использованием 3 ферментов (панкреатической альфа-амилазы, протеазы и амилоглюкозидазы), чтобы удалить крахмал и белок. Для осаждения высокомолекулярного растворимого пищевого волокна добавляли этанол. Полученную смесь фильтровали; остаток от фильтрации высушивали и взвешивали. Белок определяли в остатке одного из дубликатных образцов, золу - в остатке другого. Фильтрат собирали, концентрировали и подвергали ВЭЖХ анализу для определения количества низкомолекулярного нерастворимого пищевого волокна (LMWSF).
Результаты четко свидетельствуют о том, что существенное повышение содержания глюкозы вызвано гидролизом, при этом содержание глюкозы в гидролизованном зерне ячменя составило 0,61 масс.% в пересчете на сухое вещество, содержание глюкозы в гидролизованном зерне овса составило 0,58 масс.% в пересчете на сухое вещество и содержание глюкозы в гидролизованном зерне пшеницы составило 1,43 масс.% в пересчете на сухое вещество.
Кроме того, результаты также показывают, что отношение мальтоза: глюкоза колеблется примерно от 15:1 до 6:1.
Таким образом, судя по этим результатам, обеспечивается новый профиль Сахаров, имеющий повышенную сладость по сравнению с предшествующим уровнем техники.
В заключение необходимо отметить, что повышенная сладость может достигаться за счет применения гидролизованной цельнозерновой композиции по изобретению, и, следовательно, в этом случае необходимость в дополнительных подслащивающих источниках может отпасть или может быть ограничена. К тому же результаты показывают, что содержание пищевых волокон сохраняется неизменным, а соотношение и количество растворимых и нерастворимых волокон в основном одни и те же что в негидролизованном цельном зерне, что в гидролизованной цельнозерновой композиции.
Пример 3 - Гидролитическая активность по отношению к пищевым волокнам
Ферменты Validase НТ 425L (Valley Research), Alcalase 2.4L (Novozymes) и BAN (Novozymes) анализировали тонкослойной хроматографией на активность по отношению к экстрактам арабиноксилановых и бета-глюкановых волокон, т.е. обоих компонентов пищевых волокон цельного зерна.
Результаты анализа тонкослойной хроматографией показали, что амилаза Validase НТ и протеаза Alcalase не проявляли гидролитической активности ни по отношению к бета-глюкану, ни по отношению к арабиноксилану, в то время как промышленный препарат альфа-амилазы - BAN - вызвал гидролиз и бета-глюкана, и арабиноксилана (см. фиг.1). См. также пример 4.
Пример 4 - Молекулярно-массовый профиль β-глюкана и арабиноксилана овса после ферментативного гидролиза
Гидролиз
Готовили раствор 0,5% (масса/объем) β-глюкана овса средней вязкости (Megazyme) или арабиноксилана пшеницы средней вязкости (Megazyme) в воде.
Фермент добавляли в соотношении фермент/субстрат (E/S) 0,1% (объем/объем). Реакцию проводили при 50°C в течение 20 минут, затем образец помещали при 85°C на 15 мин для клейстеризации и гидролиза крахмала. В заключение ферменты инактивировали при 95°C, 15 мин. Проводили оценку различных партий следующих ферментов:
Молекулярно-весовой анализ
Гидролизованные образцы фильтровали через шприцевой фильтр (0,22 мкм) и 25 мкл вводили в жидкостной хроматограф высокого давления Agilent 1200 Series, оборудованный 2-мя последовательно расположенными TSKgel-колонками (G3000PWXL 7,8×300 мм), (GMPWXL 7,8×30 мм) и защитной колонкой (PWXL 6×44 мм) (Tosoh Bioscience). В качестве подвижного буфера использовали нитрат натрия: 0,1 М раствор/при 0,5 мл/мин. Детектирование проводилось измерением индекса отражения.
Результаты
На фиг.2-4 представлены графики, построенные как для контроля (без фермента), так и для теста с ферментами. Однако, поскольку между графиками в основном нет различий, отличить один график от другого может быть крайне сложно.
Выводы
Не наблюдалось сдвига в молекулярно-массовом профиле бета-глюкановых (овес) и арабиноксилановых (пшеница) волокон после гидролиза ферментами Alcalase 2.4L (фиг.2), Validase НТ 425L (фиг.3) или MATS L (фиг.4).
Пример 5 - Молочно-зерновой напиток, содержащий гидролизованную цельнозерновую композицию
Гидролизованное цельное зерно получали согласно примеру 1.
Ингредиенты смешивали, и смесь гомогенизировали при давлении 500 бар (гомогенизатор Kindler, Kindler Maschinen AG, Zürich).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЗЕРНОВЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ВОЗРАСТА, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2010 |
|
RU2550004C2 |
| БЫСТРОРАСТВОРИМЫЕ СУХИЕ НАПИТКИ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2011 |
|
RU2597988C2 |
| ПРОДУКТЫ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2010 |
|
RU2536911C1 |
| СУБЛИМИРОВАННЫЙ ЗАКУСОЧНЫЙ ПРОДУКТ, СОДЕРЖАЩИЙ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2010 |
|
RU2545867C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ИЗ ГИДРОЛИЗОВАННОГО ЦЕЛЬНОГО ЗЕРНА | 2010 |
|
RU2567206C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ НАЧИНКИ, СОДЕРЖАЩАЯ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2010 |
|
RU2577356C2 |
| ЗАМОРОЖЕННЫЕ КОНДИТЕРСКИЕ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2011 |
|
RU2572740C2 |
| ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОЕ ЦЕЛЬНОЕ ЗЕРНО | 2010 |
|
RU2579498C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА НА ОСНОВЕ ЦЕЛЬНОГО ЗЕРНА ЗЛАКОВ | 2012 |
|
RU2586152C2 |
| СПОСОБ И КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОЛИЗОВАННЫЙ КРАХМАЛ | 2017 |
|
RU2739605C2 |
Настоящее изобретение относится к молочно-зерновому напитку для детей младшего возраста. Молочно-зерновой напиток включает молочный компонент, гидролизованную цельнозерновую композицию, альфа-амилазу или ее фрагмент, сахар или несахарный подсластитель. При этом альфа-амилаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам. Содержание сахара или несахарного подсластителя ниже 15 масс.% молочно-зернового напитка. Молочно-зерновой напиток содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из: кальция, витамина A, витамина D, цинка, железа или любой их комбинации. Молочно-зерновой напиток имеет вязкость в диапазоне от 1 до 300 мПа·с. Способ изготовления молочно-зернового напитка предусматривает приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции и смешивание ее с молочным компонентом и по меньшей мере одним ингредиентом, выбранным из: кальция, витамина A, витамина D, цинка, железа или любой их комбинации. Причем приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции включает стадии: a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, причем ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу, при этом указанная ферментная композиция не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам, b) создания условий для реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом с образованием цельнозернового гидролизата, c) получения гидролизованной цельнозерновой композиции путем инактивирования указанных ферментов по достижении указанным гидролизатом вязкости в диапазоне от 50 до 5000 мПа·с, измеренной при 65°C. При этом молочно-зерновой напиток содержит сахар или несахарный подсластитель в количестве ниже 15%, а вязкость напитка составляет от 1 до 300 мПа·с. Изобретение позволяет получить готовый продукт для детей младшего возраста с увеличенным содержанием цельного зерна с неповрежденными пищевыми волокнами, а также с улучшенным углеводным профилем. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 пр.
1. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста, включающий:
- молочный компонент,
- гидролизованную цельнозерновую композицию,
- альфа-амилазу или ее фрагмент, при этом альфа-амилаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам, и
- содержание сахара или несахарного подсластителя ниже 15 мас.% молочно-зернового напитка,
в котором молочно-зерновой напиток содержит по меньшей мере одно из: кальция в концентрации для обогащения, витамина A в концентрации для обогащения, витамина D в концентрации для обогащения, цинка в концентрации для обогащения, железа в концентрации для обогащения или любой их комбинации и
в котором молочно-зерновой напиток имеет вязкость в диапазоне от 1 до 300 миллипаскаль-секунд (мПа·с).
2. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1, содержащий также протеазу или ее фрагменты в концентрации от 0,001 мас.% до 5 мас.% общего содержания цельного зерна, при этом протеаза или ее фрагмент, находясь в активном состоянии, не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
3. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1 или 2, не содержащий бета-амилазы.
4. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.3, не содержащий протеазы.
5. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по любому из пп.1, 2 или 4, содержащий также ароматический компонент.
6. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.5, в котором аромат выбран из какао, ванили, меда, фруктового и овощного аромата.
7. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по любому из пп.1, 2 или 4, который содержит также амилоглюкозидазу или ее фрагмент, не проявляющую, находясь в активном состоянии, гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
8. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по любому из пп.1, 2 или 4, который содержит также глюкозоизомеразу или ее фрагмент, не проявляющую, находясь в активном состоянии, гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам.
9. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1, имеющий общее содержание цельного зерна от 1 мас.% до 30 мас.% молочно-зернового напитка.
10. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1, в котором гидролизованная цельнозерновая композиция имеет в основном интактную бета-глюкановую структуру относительно исходного материала.
11. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1, в котором гидролизованная цельнозерновая композиция имеет в основном интактную арабиноксилановую структуру относительно исходного материала.
12. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по п.1, в котором соотношение мальтозы к глюкозе составляет ниже 144:1, например менее 120:1, например менее 100:1, например менее 50:1, например менее 30:1, например менее 20:1, например менее 10:1.
13. Молочно-зерновой напиток для детей младшего возраста по любому из пп.1, 2, 4 или 9-12, который обогащен по меньшей мере одним компонентом, выбранным из группы, включающей витамин А в концентрации от 20 до 200 мкг в ретиноловом эквиваленте/100 г, витамин D в концентрации от 0,1 до 5 мкг/100 г, цинк в концентрации от 0,2 до 2 мг/100 г и железо в концентрации от 0,5 до 5 мг/100 г.
14. Способ изготовления молочно-зернового напитка по любому из предшествующих пунктов 1-13, предусматривающий:
1) приготовление гидролизованной цельнозерновой композиции, включающее стадии:
a) взаимодействия цельнозернового компонента с ферментной композицией в воде, причем ферментная композиция содержит по меньшей мере одну альфа-амилазу, при этом указанная ферментная композиция не проявляет гидролитической активности по отношению к пищевым волокнам,
b) создания условий для реакции ферментной композиции с цельнозерновым компонентом с образованием цельнозернового гидролизата,
c) получения гидролизованной цельнозерновой композиции путем инактивирования указанных ферментов по достижении указанным гидролизатом вязкости в диапазоне от 50 до 5000 мПа·с, измеренной при 65°C;
2) приготовление молочно-зернового напитка для детей младшего возраста смешиванием гидролизованной цельнозерновой композиции с молочным компонентом и по меньшей мере одним ингредиентом из кальция, витамина A, витамина D, цинка, железа или любой их комбинацией с получением молочно-зернового напитка с содержанием сахара или несахарного подсластителя ниже 15% и вязкостью от 1 до 300 мПа·с.
15. Способ по п.14, в котором гидролизованную цельнозерновую композицию на стадии 1) получают по достижении указанным гидролизатом общего содержания сухих веществ от 25% до 60%.
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
| US 4830861, 16.05.1989 | |||
| WO 9300826 A1, 21.01.1993 | |||
| WO 2010023351 A1, 04.03.2010 | |||
| US 4282319, 04.08.1981 | |||
| US 4894242 A, 16.01.1990 | |||
